DE19651550B4 - Semiconductor device and method for its production - Google Patents
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Abstract
Halbleitervorrichtung, mit:
einem Halbleitersubstrat (1);
einem Transistor (Tr1 bis Tr5), welcher einen Gate-Isolationsfilm (5, 9 und 13) besitzt, wobei der Transistor in dem Halbleitersubstrat ausgebildet ist;
einem ersten auf dem Halbleitersubstrat angeordneten Plasma-SiN-Film (24); und
einem auf dem ersten Plasma-SiN-Film aufbeschichteten zweiten Plasma-SiN-Film (25),
wobei der erste Plasma-SiN-Film (24) eine geringere Menge an Wasserstoff enthält als der zweite Plasma-SiN-Film (25), und der erste Plasma-SiN-Film (24) den Durchgang von Wasserstoff aus dem zweiten Plasma-SiN-Film (25) blockiert.Semiconductor device, comprising:
a semiconductor substrate (1);
a transistor (Tr1 to Tr5) having a gate insulating film (5, 9 and 13), the transistor being formed in the semiconductor substrate;
a first plasma SiN film (24) disposed on the semiconductor substrate; and
a second plasma SiN film (25) coated on the first plasma SiN film;
wherein the first plasma SiN film (24) contains a smaller amount of hydrogen than the second plasma SiN film (25), and the first plasma SiN film (24) the passage of hydrogen from the second plasma SiN Movie (25) blocked.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Halbleitervorrichtung bzw. einen IC (integrierter Schaltkreis), welcher einen Transistor mit einem Gate-Isolationsfilm enthält.The The present invention relates to a semiconductor device IC (integrated circuit), which has a transistor with a Contains gate insulation film.
Als ein Passivierungsfilm oder ein Zwischenschichtisolationsfilm eines IC's wurde oft ein Siliziumnitridfilm (SiN-Film) verwendet.When a passivation film or an interlayer insulation film of a IC's were often one Silicon nitride film (SiN film) used.
In einem Transistor mit einem Gate-Isolationsfilm wird ein Grenzschichtniveau eines Gate-Isolationsfilms verschoben, wenn heiße Ladungsträger in den Gate-Isolationsfilm eintreten. Als Folge davon kann eine Verschlechterung der heißen Ladungsträger stattfinden, so daß der Gate-Isolationsfilms nicht geeignet funktioniert.In a transistor having a gate insulating film becomes a junction level of a gate insulating film shifted when hot carriers in the Enter gate insulation film. As a result, deterioration can occur the hot ones charge carrier take place so that the Gate insulation film not working properly.
Wenn ein Plasma-SiN-Film als zum Beispiel ein Passivierungsfilm in einem Transistor mit einem Gate-Isolationsfilm verwendet wird, tritt der darin enthaltene Wasserstoff ebenfalls in den Gate-Isolationsfilm ein und fördert die Verschlechterung der heißen Ladungsträger (The Technical Studies Reports At The Electronic Data Communication Learned Society 90–123, Seite 33, ”Hot Carrier Effects” von Kenichiro TATSUUMA und anderen). Wenn als eine Gegen maßnahme gegen das oben beschriebene Problem die Menge an Wasserstoff in einem Passivierungsfilm verringert wird, steigt die Filmspannung des Passivierungsfilms. Als Folge davon tritt das Problem auf, daß die Bildung von Al(Aluminium)-Hohlräumen und dergleichen folgt. Das Aluminium wird hier als eine Verdrahtung in einem Transistor verwendet. Wenn darüber hinaus versucht wird, eine Verringerung der Filmspannung zu erzielen, indem die Gasfließgeschwindigkeit zur Ausbildung eines Passivierungsfilms und dadurch dessen Dicke verringert wird, verschlechtert sich das Deckvermögen des Passivierungsfilms insbesondere in einem gestuften Bereich. Zusätzlich wird die Menge an im Passivierungsfilm enthaltenem Wasserstoff wahrscheinlich ansteigen. Als Folge davon können Probleme im Bezug auf die Feuchtigkeitsbeständigkeit des Passivierungsfilms ebenso wie der Verschlechterung der heißen Ladungsträger auftreten. Auf diesem Wege ist es unmöglich, eine Verbesserung der Lebensdauer der heißen Ladungsträger zu erreichen, und gleichzeitig den Eigenschaften der Feuchtigkeitsbeständigkeit, einer niedrigen Filmspannung, der Gleichförmigkeit der Filmdicke, welche bei der Herstellung wichtig wird, und der Herstellbarkeit, des ursprünglichen Entwurfs, welche für einen Schutzfilm notwendig sind, in ausreichendem Maß zu genügen. Wenn ferner die Halbleitervorrichtung eine Speichervorrichtung wie ein EPROM ist, werden die Charakteristik der UV-Durchlässigkeit und die Charakteristik der Ladungserhaltung eines Floating-Gates zu wichtigen Faktoren für den Schutzfilm.If a plasma SiN film as, for example, a passivation film in one Transistor is used with a gate insulation film, the occurs hydrogen contained therein also in the gate insulating film and promotes the deterioration of the hot carriers (The Technical Studies Reports At The Electronic Data Communication Learned Society 90-123, Page 33, "Hot Carrier Effects "by Kenichiro TATSUUMA and others). If as a countermeasure against the problem described above is the amount of hydrogen in one Passivation film is reduced, the film tension of the passivation film increases. As a result, the problem arises that the formation of Al (aluminum) cavities and the like follows. The aluminum is here as a wiring used in a transistor. If, in addition, an attempt is made Reduce the film tension by increasing the gas flow rate to form a passivation film and thereby its thickness is reduced, the hiding power of the deteriorated Passivation film especially in a stepped range. In addition will the amount of hydrogen contained in the passivation film is likely increase. As a result, you can Problems related to the moisture resistance of the passivation film as well how the deterioration of the hot charge carriers occur. In this way it is impossible to achieve an improvement in the life of the hot charge carriers, and at the same time the properties of moisture resistance, a low film tension, the uniformity of the film thickness, which becomes important in the manufacture and manufacturability of the original one Design which for a protective film is necessary to sufficiently satisfy. If Further, the semiconductor device includes a memory device such as EPROM is, are the characteristics of UV transmission and the charge retention characteristic of a floating gate to important factors for the protective film.
Wegen der oben erwähnten Gründe ist eine Halbleitervorrichtung gefordert, welche in hervorragendem Maße die Lebensdauer der heißen Ladungsträger erhöht, während die Charakteristik der UV-Durchlässigkeit und die Charakteristik der Ladungserhaltung ebenso wie die Feuchtigkeitsbeständigkeit (verbesserte Bedeckung gestufter Bereiche) und eine verringerte Filmspannung ohne eine Veränderung der Basisfilmdicke sichergestellt wird. Wenn eine derartige Halblei tervorrichtung realisiert wird, sollte ferner eine im Hinblick auf das herkömmliche Herstellungsverfahren durchgeführte Änderung der Filmbildungsbedingungen nicht zu einer Abnahme des Durchsatzes und zu einer Zunahme der Herstellungskosten führen.Because of the above mentioned reasons is a semiconductor device required, which in excellent Measures the Life of the hot charge carrier elevated, while the characteristic of UV transmission and the charge retention characteristic as well as the moisture resistance (improved coverage of tiered areas) and decreased Film tension without a change the base film thickness is ensured. When such a semiconductor device should be realized, further, with respect to the conventional manufacturing method made change the film forming conditions do not cause a decrease in throughput and lead to an increase in manufacturing costs.
Es ist folglich Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Halbleitervorrichtung zur Verfügung zu stellen, welche durch eine neuartige Konstruktion in hervorragendem Maße ihre Leistungsfähigkeit beibehält, und welche leicht herzustellen ist.It is therefore an object of the present invention, a semiconductor device to disposal to put, which by a new construction in outstanding Measures her capacity maintains, and which is easy to manufacture.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die Merkmale der Patentansprüche 1 und 10.The solution This object is achieved by the features of claims 1 and 10th
In einem Plasma-SiN-Film existiert Wasserstoff (welcher hauptsächlich von schwachen Si-H-Bindungen dissoziiert ist). Es heißt, daß im Fall einer Kurzkanal-MOS-Vorrichtung dieser Wasserstoff in die MOS-Vorrichtung eintritt, um eine Verschlechterung des Gate-Oxidfilms zu bewirken. Aus diesem Grund werden in der vorliegenden Erfindung hinsichtlich der Si-H-Bindungen des Wasserstoffs, welcher in dem Plasma-SiN-Film enthalten ist, wenn dieser Film gebildet wird, ein erster Plasma-SiN-Film mit einer verringerten Anzahl an Si-H-Bindungen und ein zweiter Plasma-SiN-Film mit einer größeren Anzahl an Si-H-Bindungen als der erste Plasma-SiN-Film aufbeschichtet.In A plasma SiN film has hydrogen (which is mainly composed of weak Si-H bonds are dissociated). It is said that in the case of a Short-channel MOS device of this hydrogen in the MOS device occurs to cause deterioration of the gate oxide film. For this reason, in the present invention, in terms of the Si-H bonds of the hydrogen contained in the plasma SiN film, When this film is formed, a first plasma SiN film with a reduced number of Si-H bonds and a second plasma SiN film with a larger number Si-H bonds are coated as the first plasma SiN film.
Folglich wird, obwohl der Wasserstoff dazu bereit steht, aus dem zweiten Plasma-SiN-Film in die Kurzkanal-MOS-Vorrichtungsseite einzudringen, dieses Eindringen des Wasserstoffs durch den ersten Plasma-SiN-Film mit einer verringerten Menge an Si-H-Bindungen blockiert (oder der Wasserstoff wird eingefangen). (Als Grund wird angenommen, daß sich der Wasserstoff von innerhalb des zweiten Plasma-SiN-Films mit den nichtpaarigen Bindungen des Siliciums im ersten Plasma-SiN-Film mit einer verringerten Menge an Si-N-Bindungen verbindet und dadurch am Übergang in die Kurzkanal-MOS-Vorrichtung gehindert wird). Dies verhindert negative Auswirkungen auf die Kurzkanal-MOS-Vorrichtung (insbesondere wird die Verschlechterung des Gate-Oxidfilms verhindert). Als Ergebnis davon ist diese Struktur hervorragend im Bezug auf die Verlängerung der Lebensdauer der heißen Ladungsträger.consequently although the hydrogen is ready for it, it is out of the second Plasma SiN film in the short channel MOS device side penetrate, this penetration of hydrogen through the first plasma SiN film blocked with a reduced amount of Si-H bonds (or the Hydrogen is trapped). (The reason is assumed that the Hydrogen from within the second plasma SiN film with the non-pair bonds of silicon in the first plasma SiN film with a reduced amount connects to Si-N bonds and thereby at the transition into the short-channel MOS device is prevented). This prevents adverse effects on the short channel MOS device (In particular, the deterioration of the gate oxide film is prevented). As a result, this structure is excellent in terms of the extension the life of the hot Charge carrier.
Durch das nachfolgende Verfahren kann auch leicht ein Plasma-SiN-Film einer wie oben beschriebenen Vielschichtstruktur gebildet werden. Zuerst werden ein Ammoniakgas und ein Gas aus der Verbindungsgruppe der Silane zugeführt, während die Fließgeschwindigkeit von mindestens einem von ihnen erhöht wird, um dadurch einen Plasma-SiN-Film mit niedrigem Wasserstoffgehalt (erster Plasma-SiN-Film) auszubilden. Anschließend wird jedes der beiden Gase mit einer festen Fließgeschwindigkeit zugeführt, um dadurch auf dem Plasma-SiN-Film mit niedrigem Wasserstoffgehalt einen Plasma-SiN-Film (zweiter Plasma-SiN-Film) auszubilden, dessen Gehalt an Wasserstoff höher ist als der des Plasma-SiN-Films mit niedrigem Wasserstoffgehalt.By The subsequent process can also easily produce a plasma SiN film a multilayer structure as described above. First, an ammonia gas and a gas from the linking group fed to the silanes, while the flow rate is increased by at least one of them, thereby forming a plasma SiN film with low hydrogen content (first plasma SiN film) form. Subsequently each of the two gases is fed at a fixed flow rate to thereby on the plasma SiN film with low hydrogen content to form a plasma SiN film (second plasma SiN film) whose Content of hydrogen higher is than that of the plasma SiN film with low hydrogen content.
Wenn vor dem Fließenlassen des Gases aus der Verbindungsgruppe der Silane, in einem Zustand, in welchem man Stickstoffgas fließen läßt, die Spannung einer Stromquelle angelegt wird, um dadurch mittels eines Plasmas auf der Oberfläche einer darunter liegenden Schicht, auf welcher der Plasma-SiN-Film mit niedrigem Wasserstoffgehalt abgeschieden wird, eine Rauhigkeitsbearbeitung der Oberfläche durchzuführen und anschließend damit begonnen wird, den Plasma-SiN-Film mit niedrigem Wasserstoffgehalt darauf auszubilden, kann der Plasma-SiN-Film mit niedrigem Wasserstoffgehalt fest darauf haften.If before flowing of the gas from the linking group of silanes, in a state in which nitrogen gas is allowed to flow, the voltage of a power source is applied, thereby by means of a plasma on the surface of an underneath lying layer on which the plasma SiN film with low Hydrogen content is deposited, a roughness processing the surface perform and subsequently the plasma SiN film with low hydrogen content is started To train it, the plasma SiN film with low hydrogen content can be fixed adhere to it.
Wenn ferner beim Ausbilden des Plasma-SiN-Films mit niedrigem Wasserstoffgehalt ein Plasma-SiN-Film mit niedrigem Wasserstoffgehalt hauptsächlich aus Stickstoffgas und einem Gas der Verbindungsgruppe der Silane gebildet wird, ist es möglich, die Si-N-Bindung im Plasma-SiN-Film mit niedrigem Wasserstoffgehalt zu festigen. Wenn ferner nach dem Ausbilden des Plasma-SiN-Films mit niedrigem Wasserstoffgehalt die Menge an zugeführtem Stickstoffgas verringert wird und andererseits die Menge an zugeführtem Ammoniakgas erhöht wird, um dadurch einen Plasma-SiN-Film mit hohem Wasserstoffgehalt hauptsächlich aus Ammoniakgas und einem Gas der Verbindungsgruppe der Silane zu bilden, ist es möglich, eine Abnahme der Filmspannung und eine Verbesserung der Gleichförmigkeit in der Ebene im Hinblick auf den Plasma-SiN-Film mit hohem Wasserstoffgehalt zu erreichen.If Further, when forming the plasma SiN film with low hydrogen content a plasma SiN film with low hydrogen content mainly from Nitrogen gas and a gas of the linking group of silanes formed it will be possible the Si-N bond in the plasma SiN film with low hydrogen content to consolidate. Further, after forming the plasma SiN film with low hydrogen content, the amount of supplied nitrogen gas is reduced and on the other hand, the amount of supplied ammonia gas elevated to thereby produce a high Si content plasma SiN film mainly from ammonia gas and a gas of the linking group of silanes form, it is possible a decrease in film tension and an improvement in uniformity in the plane with respect to the high-Si plasma SiN film to reach.
Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aufgrund der Beschreibung von Ausführungsbeispielen sowie anhand der Zeichnungen.Further Advantages and features of the present invention are due to the description of embodiments as well as from the drawings.
Es zeigt:It shows:
Erste AusführungsformFirst embodiment
Unter Bezug auf die Zeichnungen wird nun eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erläutert.Under Referring now to the drawings, a first embodiment will be described of the present invention.
Die Einsatzumgebung (insbesondere die Temperaturumgebung) für einen Kraftfahrzeug-IC ist rauh. Folglich ist die geforderte Leistungscharakteristik derart, daß beim Durchführen einer Wechselrichter- bzw. Inverter-Operation bei einer Frequenz von 20 MHz, bei einer angelegten Spannung Vd von –5,5 V und einem Arbeitsverhältnis von 50% der Zeitpunkt, bei welchem die Arbeitsgeschwindigkeit des MOS-Transistors um 10% abnimmt, dem Wert von 1,7 Jahren genügt, welcher für eine Belastungsgleichspannung Vd = 5,5 V abgeschätzt wird, unter der Annahme eines Garantiezeitraums für ein Kraftfahrzeug von 19 Jahren (so daß der Kraftfahrzeug-IC seinen regelmäßigen Gebrauch während eines Zeitraums von 19 Jahren übersteht).The Operating environment (especially the temperature environment) for one Automotive IC is rough. Consequently, the required performance characteristic such that when Carry out an inverter operation at one frequency of 20 MHz, at an applied voltage Vd of -5.5 V and an employment relationship from 50% of the time at which the operating speed of the MOS transistor decreases by 10%, the value of 1.7 years is sufficient, which for a DC load voltage Vd = 5.5 V estimated assuming a warranty period for a motor vehicle of 19 years (so that the Automotive IC its regular use while survives a period of 19 years).
Es sei angemerkt, daß die Konstruktion dieser Halbleitervorrichtung für EPROM oder EEPROM (einschließlich einem Flash Memory) verwendet werden kann.It It should be noted that the Construction of this semiconductor device for EPROM or EEPROM (including a Flash Memory) can be used.
Ein
Siliciumsubstrat
Zur
Erläuterung
einer ausführlichen
Konstruktion der MOS-Transistoren Tr1 bis Tr5 werden Feld-Oxidfilme
In
dem Bereich, in welchem der N-Kanal-MOS-Transistor Tr3 ausgebildet
ist, bildet der Oberflächenbereich
des Siliciumsubstrats
In
dem Bereich, in welchem die P-Kanal-MOS-Transistoren Tr4 und Tr5
ausgebildet sind, bildet der Oberflächenbereich des Siliciumsubstrats
Über dem
Siliciumsubstrat
Über dem
TEOS-Film
Über dem
TEOS-Film
Hierbei
hat der Plasma-SiN-Film
Während der
Wasserstoff dazu bereit steht, von innerhalb des Plasma-SiN-Films
Als
nächstes
wird das Verfahren zur Herstellung des oben konstruierten IC's für ein Kraftfahrzeug unter
Bezug auf die
Wie
in
Anschließend werden
wie in
Dann
werden wie in
Anschließend wird
wie in
Es
wird nun das Verfahren des Aufbeschiichtens eines Plasma-SiN-Films
In dieser Ausführungsform wird als eine Plasma-CVD-Vorrichtung die von Nippon A·S·M Co. Ltd. hergestellte EAGLE-10 verwendet. Diese Vorrichtung ist eine Einzellagen-Plasma-CVD-Vorrichtung.In this embodiment is used as a plasma CVD apparatus described by Nippon A · S · M Co. Ltd. manufactured EAGLE-10 used. This device is a single layer plasma CVD device.
In
In
Das
Verfahren gemäß der ersten
Ausführungsform,
welches in
Wie
aus dem Vergleich zwischen den Ansichten der
Aus
der Beziehung zwischen der Menge der Si-H-Bindungen und dem Verschlechterungszeitraum
des MOS-Transistors in
Aus
Wie oben erwähnt besitzt die vorliegende Ausführungsform die folgenden beiden charakterisierenden Eigenschaften (a) und (b):
- (a) Der Plasma-SiN-Film, welcher als ein Passivierungsfilm (Oberflächenschutzfilm) wirkt, wird in einer zweilagigen Struktur ausgebildet. Die untere Schicht wird als der Plasma-SiN-Film mit niedrigem Wasserstoffgehalt ausgebildet, welcher hinsichtlich des Gehalts an Wasserstoff geringer ist als der Plasma-SiN-Film der oberen Schicht. Als Folge davon ist es möglich, den Wasserstoff im Plasma-SiN-Film der oberen Schicht daran zu hindern, in die MOS-Transistorseite einzudringen. Folglich ist die Lebensdauer der heißen Ladungsträger gesichert, das heißt, der Verschlechterungszeitraum des MOS-Transistors ist sicherlich lange genug.
- (b) Als das Verfahren zur Herstellung des Plasma-SiN-Films mit
einer Zweischichtstruktur mit dem Plasma-SiN-Film mit niedrigem
Wasserstoffgehalt und dem Plasma-SiN-Film mit hohem Wasserstoffgehalt wurden
die beiden folgenden Verfahrensarten angewendet. In einem Zustand,
in dem das Ammoniakgas mit einer festen Fließ geschwindigkeit zugeführt wird,
wird nämlich
die Zuführung
des Gases aus der Verbindungsgruppe der Silane so durchgeführt, daß dessen
Fließgeschwindigkeit
erhöht
wird. Als Folge davon wird ein Plasma-SiN-Film
24 mit niedrigem Wasserstoffgehalt ausgebildet. Bei der anderen Verfahrensart wird die Zuführung von Ammoniakgas und dem Gas aus der Verbindungsgruppe der Silane bei einer festen Fließgeschwindigkeit durchgeführt. Aufgrund der Zuführung wird auf einem Plasma-SiN-Film24 mit niedrigem Wasserstoffgehalt ein Plasma-SiN-Film25 mit hohem Wasserstoffgehalt, dessen Wasserstoffgehalt höher ist als der des Plasma-SiN-Films24 mit niedrigem Wasserstoffgehalt, ausgebildet. Folglich kann durch die kontinuierliche Verwendung derselben Vorrichtung der Plasma-SiN-Film mit Zweischichtstruktur, welcher als der Passivierungsfilm wirkt, ausgebildet werden.
- (a) The plasma SiN film, which functions as a passivation film (surface protection film), is formed in a two-layered structure. The lower layer is formed as the low-hydrogen plasma SiN film which is lower in hydrogen content than the upper-layer plasma SiN film. As a result, it is possible to prevent the hydrogen in the plasma SiN film of the upper layer from entering the MOS transistor side. Consequently, the life of the hot carriers is ensured, that is, the deterioration period of the MOS transistor is certainly long enough.
- (b) As the method of producing the plasma SiN film having a two-layer structure with the low-hydrogen plasma SiN film and the high-hydrogen plasma SiN film, the following two kinds of methods were adopted. Namely, in a state in which the ammonia gas is supplied at a fixed flow rate, the supply of the gas from the linking group of the silanes is carried out so that its flow rate is increased. As a result, a plasma SiN film is formed
24 formed with low hydrogen content. In the other mode, the supply of ammonia gas and the gas from the linking group of silanes is carried out at a fixed flow rate. Due to the feed is on a plasma SiN film24 low-hydrogen content, a plasma SiN film25 high hydrogen content whose hydrogen content is higher than that of the plasma SiN film24 with low hydrogen content, formed. Thus, by the continuous use of the same device, the plasma SiN film having a two-layer structure which functions as the passivation film can be formed.
Als nächstes werden Modifikationen der ersten Ausführungsform erläutert.When next Modifications of the first embodiment will be explained.
In
Oder
wie in
Oder
wie in
Oder
wie in
Zweite AusführungsformSecond embodiment
Als nächstes wird eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erläutert werden, wobei ein Augenmerk auf den Unterschied zur ersten Ausführungsform gerichtet wird.When next becomes a second embodiment of the present invention paying attention to the difference from the first embodiment is directed.
Bei
dem Herstellungsverfahren gemäß der ersten
Ausführungsform
wird nach dem Ausbilden des Plasma-SiN-Films
Wie
in
Im
Einzelnen wird zuerst damit begonnen Stickstoffgas (N2)
und Ammoniakgas (NH3) gleichzeitig zuzuführen. Nach
5 Sekunden sind deren Fließgeschwindigkeiten
auf vorherbestimmte Werte (N2: 2900 sccm,
NH3: 300 sccm) eingestellt. Nach weiteren
5 Sekunden wird während
10 Sekunden die RF-Leistung
eingeschaltet. Durch dieses Vorplasmabearbeiten geht Stickstoffgas
(N2) in ein Plasma über. Als Folge davon wird die
Oberfläche
der Aluminiumverdrahtung
20
Sekunden nach dem Ende der Vorplasmabearbeitung wird die RF-Leistung
angewendet (Hochspannung bzw. High 485 W und Niederspannung bzw.
Low 215 W). 3 Sekunden nach dem Einschalten der RF-Leistung wird
die Zuführung
von Silangas (SiH4) gestartet, und dadurch
wird die Filmbildung gestartet. Und durch die Erhöhung der
Fließgeschwindigkeit
der Silangaszuführung
(SiH4) wird der Plasma-SiN-Film
In
Es sei hierbei angemerkt, daß das Stickstoffgas im Plasma-CVD-Verfahren ursprünglich als Trägergas fungiert.It It should be noted that the Nitrogen gas in the plasma CVD process originally acts as a carrier gas.
Wie oben erwähnt besitzt die vorliegende Ausführungsform die folgenden beiden charakterisierenden Eigenschaften (a) und (b):
- (a) Vor dem Fließenlassen des Gases aus der Verbindungsgruppe
der Silane wird die Spannung einer Energiequelle in einem Zustand
angelegt, in welchem Stickstoffgas zugeführt wird. Hinsichtlich der
Oberfläche
der darunterliegenden Schicht wird folglich eine Plasma-Oberflächenaufrauhungsbearbeitung
durchgeführt.
Da die Filmbildung danach gestartet wird, wird auf der aufgerauhten
Oberfläche
der darunter liegenden Schicht ein Plasma-SiN-Film
24 mit einem niedrigen Wasserstoffgehalt ausgebildet. Der Plasma-SiN-Film24 mit niedrigem Wasserstoffgehalt kann daher fest auf diese darunterliegende Schicht gehaftet werden. Das heißt, die Oberfläche der Al-(Aluminium)-Schicht, welche als die darunter liegende Schicht fungiert, wird durch das Plasma geklopft und dadurch in einen unregelmäßigen Zustand gebracht. Als Folge davon wird die Haftung zwischen dem Plasma-SiN-Film24 , welcher eine geringe Menge an Wasserstoff enthält, und der Aluminiumverdrahtung23b verstärkt. Aufgrund der Durchführung der Vorplasmabearbeitung steigt ebenfalls die Temperatur des Substrates. Als Folge davon erreicht die Substrattemperatur ungefähr die Temperatur des Plasma-SiN-Films24 mit niedrigem Wasserstoffgehalt, welche sich einstellt, wenn der Plasma-SiN-Film24 gebildet wird, wodurch die Haftung verstärkt wird. - (b) Bei der Ausbildung eines Plasma-SiN-Films
24 mit niedrigem Wasserstoffgehalt wird eine große Menge an Stickstoffgas zugeführt, um den Plasma-SiN-Film24 hauptsächlich aus Stickstoff in Stickstoffgas zu bilden. Dadurch ist es möglich, die Bindung zwischen Si und H im Plasma-SiN-Film24 mit niedrigem Wasserstoffgehalt zu festigen. Nach der Ausbildung des Plasma-SiN-Films24 mit niedrigem Wasserstoffgehalt wird die Fließgeschwindigkeit von Stickstoffgas verringert und die Fließgeschwindigkeit von Ammoniakgas erhöht. Es ist somit möglich, die Abnahme der Filmspannung und die Zunahme der Gleichförmigkeit innerhalb der Ebene im Hinblick auf den Plasma-SiN-Film25 mit hohem Wasserstoffgehalt zu erreichen.
- (a) Before flowing the gas out of the linking group of silanes, the voltage of a power source is applied in a state in which nitrogen gas is supplied. As for the surface of the underlying layer, therefore, plasma surface roughening processing is performed. Thereafter, since the film formation is started, a roughened surface of the underlying layer becomes a plasma SiN film
24 formed with a low hydrogen content. The plasma SiN film24 low hydrogen content can therefore be firmly adhered to this underlying layer. That is, the surface of the Al (aluminum) layer, which functions as the underlying layer, is tapped by the plasma and thereby brought into an irregular state. As a result, the adhesion between the plasma SiN film becomes24 containing a small amount of hydrogen and the aluminum wiring23b strengthened. Due to the performance of Vorplasmabearbeitung also increases the temperature of the substrate. As a result, the substrate temperature reaches approximately the temperature of the plasma SiN film24 with low hydrogen content, which sets when the plasma SiN film24 is formed, whereby the liability is increased. - (b) When forming a plasma SiN film
24 With a low hydrogen content, a large amount of nitrogen gas is supplied to the plasma SiN film24 mainly nitrogen in nitrogen gas. This makes it possible to bond Si and H in the plasma SiN film24 with low hydrogen content. After the formation of the plasma SiN film24 With low hydrogen content, the flow rate of nitrogen gas is reduced and the flow rate of ammonia gas is increased. It is thus possible to reduce the film tension and increase the in-plane uniformity with respect to the plasma SiN film25 to achieve high hydrogen content.
Nebenbei
wird in
Als nächstes werden Modifikationen der zweiten Ausführungsform erläutert.When next Modifications of the second embodiment will be explained.
Wie
in
Es
sei angemerkt, daß obwohl
sowohl in der ersten als auch der zweiten Ausführungsform, wie zum Beispiel
in den
Dritte AusführungsformThird embodiment
Als nächstes wird eine dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erläutert, wobei ein Augenmerk auf den Unterschied zu der ersten Ausführungsform gerichtet wird.When next becomes a third embodiment of the present invention, paying attention to the difference to the first embodiment is directed.
In
der ersten Ausführungsform
wurde die Zweischichtstruktur auf den Plasma-SiN-Film angewendet,
welcher als der Passivierungsfilm wirkt. In der dritten Ausführungsform
wird der Plasma-SiN-Film mit der Zweischichtstruktur auf sowohl einen
Passivierungsfilm als auch einen Zwischenschichtisolationsfilm angewendet.
Das heißt,
der Plasma-SiN-Film
mit der Zweischichtstruktur wird ebenfalls auf den Plasma-SiN-Film
Gemäß der dritten
Ausführungsform
wird auf einem Plasma-SiN-Film
Der
in den TEOS-Filmen
Durch
Anwendung der Zweischichtstruktur auf den Plasma-SiN-Film
Vierte AusführungsformFourth embodiment
Als nächstes wird eine vierte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erläutert, wobei ein Augenmerk auf dem Unterschied zur dritten Ausführungsform gerichtet wird.When next becomes a fourth embodiment of the present invention, paying attention to the difference to the third embodiment is directed.
In
der dritten Ausführungsform
wird ein Plasma-SiN-Film
Die
vierte Ausführungsform
wird nun unter Bezug auf
Über einer
Gate-Elektrode
Auch
in dieser Ausführungsform
wird der im Plasma-SiN-Film
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die oben erwähnten Ausführungsformen beschränkt. Das heißt, die vorliegende Erfindung kann auf lediglich den Plasma-SiN-Film, welcher als der Zwischenschichtisolationsfilm dient, angewendet werden, oder sie kann auf lediglich den Plasma-SiN-Film, welcher als der Isolationsfilm, der die Gate-Elektrode des MOS-Transistors abdeckt, angewendet werden. Das heißt, die vorliegende Erfindung kann auf lediglich den Zwischenschichtisolationsfilm oder auf lediglich den Isolationsfilm, welcher zwischen dem MOS-Transistor und der darauf angeordneten Verdrahtung angeordnet ist, angewendet werden, ohne daß die Erfindung auf den Passivierungsfilm, welcher der Oberflächenschutzfilm ist, angewendet wird.The The present invention is not limited to the above-mentioned embodiments. The is called, the present invention can be applied to only the plasma SiN film, which serves as the interlayer insulating film or only on the plasma SiN film which can be used as the insulating film covering the gate electrode of the MOS transistor, be applied. This means, the present invention can be applied to only the interlayer insulating film or on only the insulating film, which between the MOS transistor and the wiring arranged thereon is applied be without the Invention on the passivation film, which is the surface protection film is, is applied.
Die vorliegende Erfindung kann ebenfalls auf eine Halbleitervorrichtung wie ein IGBT und ein LDMOS angewendet werden.The The present invention can also be applied to a semiconductor device how an IGBT and an LDMOS are applied.
Ferner ist die vorliegende Erfindung nicht auf den in einem Kraftfahrzeug verwendeten IC beschränkt, sondern kann auch auf einen IC für eine andere Verwendung angewendet werden.Further the present invention is not that in a motor vehicle limited IC used, but can also go to an IC for another use will be applied.
Claims (20)
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP32572795 | 1995-12-14 | ||
JP7-325727 | 1995-12-14 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
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